DE102023127802A1 - Cell module with rechargeable cells - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Zellenmodul (1) mit mehreren wiederaufladbaren Zellen (2) zur Speicherung von elektrischem Strom, wobei jede Zelle (2) einen Pluspol (5) und einen Minuspol (6) aufweist, und mit einer Verbindungsstruktur, die zumindest ein erstes Verbindungselement (7) zum elektrisch leitenden Verbinden von mehreren Pluspolen (5) und zumindest ein zweites Verbindungselement (8) zum elektrisch leitenden Verbinden von mehreren Minuspolen (6) aufweist. Das erste Verbindungselement (7) und das zweite Verbindungselement (8) sind auf der gleichen Seite der damit verbundenen Zellen (2) angeordnet sind.The invention relates to a cell module (1) with a plurality of rechargeable cells (2) for storing electrical current, each cell (2) having a positive pole (5) and a negative pole (6), and with a connecting structure which has at least a first connecting element (7) for electrically conductively connecting a plurality of positive poles (5) and at least a second connecting element (8) for electrically conductively connecting a plurality of negative poles (6). The first connecting element (7) and the second connecting element (8) are arranged on the same side of the cells (2) connected thereto.
Description
Die Erfindung betrifft ein Zellenmodul mit mehreren wiederaufladbaren Zellen zur Speicherung von elektrischem Strom, wobei jede Zelle einen Pluspol und einen Minuspol aufweist, und mit einer Verbindungsstruktur, die zumindest ein erstes Verbindungselement zum elektrisch leitenden Verbinden von mehreren Pluspolen und zumindest ein zweites Verbindungselement zum elektrisch leitenden Verbinden von mehreren Minuspolen aufweist.The invention relates to a cell module with a plurality of rechargeable cells for storing electrical current, each cell having a positive pole and a negative pole, and with a connecting structure which has at least one first connecting element for electrically conductively connecting a plurality of positive poles and at least one second connecting element for electrically conductively connecting a plurality of negative poles.
Weiter betrifft die Erfindung ein Zellenpack umfassend zumindest zwei Zellenmodule.The invention further relates to a cell pack comprising at least two cell modules.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Zellenmoduls mit mehreren wiederaufladbaren Zellen zur Speicherung von elektrischem Strom, wobei jede Zelle einen Pluspol und einen Minuspol aufweist, und mit einer Verbindungsstruktur, die zumindest ein erstes Verbindungselement und ein zweites Verbindungselement aufweist, wobei mehrere Pluspole mit dem ersten Verbindungselement elektrisch leitend miteinander verbunden werden, und mit dem zweiten Verbindungselement mehrere Minuspole elektrisch leitenden miteinander verbunden werden.In addition, the invention relates to a method for producing a cell module with a plurality of rechargeable cells for storing electrical current, wherein each cell has a positive pole and a negative pole, and with a connecting structure which has at least a first connecting element and a second connecting element, wherein a plurality of positive poles are electrically conductively connected to one another with the first connecting element, and a plurality of negative poles are electrically conductively connected to one another with the second connecting element.
Wiederaufladbare Batterien, sogenannte Sekundärzellen oder Akkumulatoren, gelangten nicht zuletzt aus Umweltschutzgründen in jüngster Vergangenheit vermehrt in den Fokus der Betrachtung. Derartige Batterien sind aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt beispielsweise die
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, die Zellkontaktierung in derartigen Batterien zu vereinfachen.The object of the invention is to simplify the cell contacting in such batteries.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei dem eingangs genannten Zellenmodul dadurch gelöst, dass das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement auf der gleichen Seite der damit verbundenen Zellen angeordnet sind.The object of the invention is achieved in the cell module mentioned at the outset in that the first connecting element and the second connecting element are arranged on the same side of the cells connected thereto.
Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannten Zellenpack gelöst, bei dem die beiden Zellenmodule erfindungsgemäß ausgebildet sind.Furthermore, the object of the invention is achieved with the cell pack mentioned at the outset, in which the two cell modules are designed according to the invention.
Zudem wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst, wonach vorgesehen ist, das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement auf der gleichen Seite der damit verbundenen Zellen angeordnet werden.In addition, the object of the invention is achieved with the method mentioned at the outset, according to which the first connecting element and the second connecting element are arranged on the same side of the cells connected thereto.
Von Vorteil ist dabei, dass durch die Anordnung der Zellverbinder auf nur einer Seite der Zellen das Zellmodul kompakter ausgeführt werden kann. Zudem kann damit auch die Fertigung des Zellmoduls vereinfacht werden, da in einem ersten Schritt bereits alle Zellverbinder vorbereitet werden können und diese danach einfacher mit den Zellen verbunden werden können, da hierfür eine weitere Manipulation, wie beispielsweise das Drehen des Zellmoduls, vermieden werden kann.The advantage here is that the arrangement of the cell connectors on just one side of the cells allows the cell module to be made more compact. It also simplifies the production of the cell module, as all cell connectors can be prepared in a first step and can then be connected to the cells more easily, as further manipulation, such as turning the cell module, can be avoided.
Zur weiteren Vereinfachung der Bauteile für die Herstellung des Zellmoduls und des Aufbaus des Zellmoduls kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Verbindungselement miteinander einstückig ausgebildet sind bzw. werden.To further simplify the components for the production of the cell module and the structure of the cell module, according to an embodiment variant of the invention it can be provided that the first and the second connecting element are or will be formed integrally with one another.
Zur Verbesserung der Kurzschluss-Sicherheit bei der Produktion des Zellmoduls kann nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Pluspole der Zellen in einer ersten Ebene elektrisch leitend mit dem ersten Verbindungselement und die Minuspole in einer dazu verschiedenen zweiten Ebene elektrisch leitend mit den zweiten Verbindungselement verbunden sind.In order to improve the short-circuit safety during the production of the cell module, according to another embodiment of the invention, it can be provided that the positive poles of the cells in a first plane are electrically conductively connected to the first connecting element and the negative poles are electrically connected to the second connecting element in a different second level.
Eine weitere Verbesserung der Kurschluss-Sicherheit kann mit einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung erreicht werden, wonach das erste Verbindungselement Kontaktabschnitte aufweist, in denen die Pluspole elektrisch leitend mit dem ersten Verbindungselement verbunden sind, und Zwischenabschnitte, die die Kontaktabschnitte miteinander verbinden, wobei die Zwischenabschnitte in einer anderen Ebene angeordnet sind als die Kontaktabschnitte.A further improvement in short-circuit safety can be achieved with a further embodiment of the invention, according to which the first connecting element has contact sections in which the positive poles are electrically conductively connected to the first connecting element, and intermediate sections which connect the contact sections to one another, wherein the intermediate sections are arranged in a different plane than the contact sections.
Entsprechend einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Verbindungselement auf einem Rahmenelement angeordnet sind bzw. werden. Es ist damit eine Vereinfachung der Anordnung der Verbindungselemente auf den Zellen erreichbar.According to another embodiment of the invention, it can be provided that the first and the second connecting element are or will be arranged on a frame element. This makes it possible to simplify the arrangement of the connecting elements on the cells.
Dabei kann nach einer Ausführungsvariante dazu vorgesehen, das Rahmenelement Stützflächen für das erste und das zweite Verbindungselement aufweist, womit eine verbesserte Positionierung der Verbindungselemente erreicht werden kann.According to one embodiment variant, the frame element can have support surfaces for the first and the second connecting element, whereby an improved positioning of the connecting elements can be achieved.
Dabei ist entsprechend einer Ausführungsvariante dazu von Vorteil, wenn das Rahmenelement Teil eines Zellenhalters ist, in dem die Zellen zumindest teilweise angeordnet sind bzw. werden, sodass das Rahmenelement auf dem Zellmodul verbleiben kann und damit auch im Betrieb für die Positionierung der Verbindungselemente zur Verfügung steht. Es kann damit beispielsweise Formänderungen aufgrund von thermischen Belastungen des Zellmoduls vorgebeugt werden.According to one embodiment variant, it is advantageous if the frame element is part of a cell holder in which the cells are or will be at least partially arranged, so that the frame element can remain on the cell module and is therefore also available for positioning the connecting elements during operation. This can, for example, prevent changes in shape due to thermal stress on the cell module.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann zum besseren mechanischen Schutz der Zellen vorgesehen sein, dass in Draufsicht auf die Pluspole und die Minuspole die Zellen zu zumindest 95 % ihrer Stirnflächen vom Rahmenelement und dem ersten und zweiten Verbindungselement abgedeckt sind. Es sind damit hierfür keine weiteren Bauteile erforderlich, womit der konstruktive Aufbau des Zellmoduls vereinfacht werden kann.According to a further embodiment of the invention, for better mechanical protection of the cells, it can be provided that, when viewed from above onto the positive and negative poles, the cells are covered by at least 95% of their front surfaces by the frame element and the first and second connecting elements. No further components are therefore required for this, which can simplify the structural design of the cell module.
Gemäß einer Ausführungsvariante des Zellenpacks kann vorgesehen sein, dass die ersten und zweiten Verbindungselemente des ersten Zellenmoduls und die ersten und zweiten Verbindungselemente des zweiten Zellenmodus zwischen den Zellen des ersten und des zweiten Zellenmoduls angeordnet sind, womit die Kontaktierung der Zellen benachbarter Zellenmodule konstruktiv vereinfacht werden kann.According to one embodiment of the cell pack, it can be provided that the first and second connecting elements of the first cell module and the first and second connecting elements of the second cell mode are arranged between the cells of the first and the second cell module, whereby the contacting of the cells of adjacent cell modules can be structurally simplified.
Dabei kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass zwischen den Zellen des ersten und des zweiten Zellenmoduls ein Temperierelement angeordnet ist. Es ist auf diese Weise möglich mit nur einem Temperierelement vier Polanordnungen zu erreichen.According to one embodiment of the invention, a tempering element can be arranged between the cells of the first and second cell modules. In this way, it is possible to achieve four pole arrangements with just one tempering element.
Zur Erreichung der voranstehend genannten Vorteile kann entsprechend einer Ausführungsvariante des Verfahrens vorgesehen sein, dass das Rahmenelement als Teil eines Zellenhalters ausgebildet wird, und dass der mit den Verbindungselementen bestückte Zellhalter auf die Zellen geschoben wird, und dass danach das erste Verbindungselement mit den Pluspolen und das zweite Verbindungselement mit den Minuspolen mehrerer wiederaufladbarer Zellen elektrisch leitend verbunden werden.In order to achieve the above-mentioned advantages, according to an embodiment variant of the method, it can be provided that the frame element is formed as part of a cell holder, and that the cell holder equipped with the connecting elements is pushed onto the cells, and that the first connecting element is then electrically connected to the positive poles and the second connecting element is electrically connected to the negative poles of several rechargeable cells.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, it is explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:
-
1 ein Zellenmodul in Draufsicht; -
2 das Zellenmodul nach1 in Seitenansicht; -
3 eine Zelle des Zellenmoduls in Schrägansicht; -
4 Verbindungselemente zum elektrischen Verbinden von Zellen des Zellenmoduls; -
5 einen Ausschnitt aus einem Zellenmodul in Schrägansicht von oben; -
6 einen Ausschnitt aus einem Zellenmodul in Seitenansicht; -
7 einen Zellenhalter in Schrägansicht; -
8 den Zellenhalter nach7 mit aufgelegten Verbindungselementen in Schrägansicht; -
9 einen Ausschnitt aus einem Zellenmodul in Draufsicht ohne Verbindungselemente; -
10 den Ausschnitt aus dem Zellenmodul nach9 in Draufsicht mit Verbindungselementen; -
11 eine Ausführungsvariante eines Zellenpacks in Seitenansicht; -
12 einen Ausschnitt aus einer anderen Ausführungsvariante eines Zellenpacks in Seitenansicht.
-
1 a cell module in top view; -
2 the cell module after1 in side view; -
3 a cell of the cell module in oblique view; -
4 Connecting elements for electrically connecting cells of the cell module; -
5 a section of a cell module in an oblique view from above; -
6 a section of a cell module in side view; -
7 a cell holder in oblique view; -
8th thecell holder 7 with attached connecting elements in oblique view; -
9 a section of a cell module in plan view without connecting elements; -
10 the section from the cell module to9 top view with connecting elements; -
11 a variant of a cell pack in side view; -
12 a section of another design variant of a cell pack in side view.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.By way of introduction, it should be noted that in the various embodiments described, identical parts are provided with identical reference symbols or identical component designations, whereby the disclosures contained in the entire description can be transferred analogously to the same parts with the same reference symbols or the same component designations. The position information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc., also refers to the figure directly described and shown, and these position information must be transferred analogously to the new position if the position changes.
In den
Es sei darauf hingewiesen, dass die in den
Wie besser aus
Bevorzugt sind alle Zellen 2 sind hinsichtlich ihrer Pole gleich orientiert im Zellenmodul 1 angeordnet.Preferably, all
Nachdem im Zellenmodul 1 mehrere Zellen 2 angeordnet sind, weist das Zellenmodul zur Vereinfachung der Kontaktierung der Pole der Zellen eine Verbindungsstruktur auf. Diese weist ein zumindest ein erstes Verbindungselement 7 zum elektrisch leitenden Verbinden von mehreren Pluspolen 5 und zumindest ein zweites Verbindungselement 8 zum elektrisch leitenden Verbinden von mehreren Minuspolen 6 auf, wie dies anhand einer bevorzugten Ausführungsvariante in
Mit der einstückig ausgebildeten Ausführungsvariante der Verbindungselemente 7, 8 werden jeweils die Pluspole 5 mit den Minuspolen 6 zweiter unmittelbar nebeneinander angeordneter Spalten 4 von Zellen 2 elektrisch leitend miteinander verbunden.With the one-piece design variant of the connecting
Generell sind das das erste Verbindungselement 7 und das zweite Verbindungselement 8 auf der gleichen Seite der damit verbundenen Zellen 2 angeordnet, also auf der Seite, auf der auch die Pole der Zellen 2 angeordnet sind.Generally, the first connecting
Weiter wiesen das erste Verbindungselement 7 und/oder das zweite Verbindungselement 8 in ihrer Längsrichtung bevorzugt eine Abfolge von wiederkehrenden Einheiten auf, wie dies aus
Es ist weiter bevorzugt, wenn sich das erste Verbindungselement 7 und/oder das zweite Verbindungselement 8 über die gesamten Anzahl an Zellen 2 einer Spalte 4 durchgehend erstreckt, sodass also mit Ausnahme der randständigen Spalten 4 pro Spalte 4 an Zellen 2 ein erstes und ein zweites Verbindungselement 7, 8 angeordnet ist.It is further preferred if the first connecting
Für die beiden randständigen Spalten 4 sind bevorzugt jeweils eigene Verbindungselemente 7, 8 vorgesehen, die ausschließlich ein erstes Verbindungselement 7 für die Pluspole 5 oder ausschließlich ein zweites Verbindungselement 8 für die Minuspole 6 aufweisen. Zudem können diese randständigen Verbindungselemente 7, 8 auch Anbindungsabschnitte 9 für ein weiteres Zellenmodul 1 oder für die elektrische Einbindung des Zellenmoduls 1 in einen Stromkreis aufweisen.For the two marginal columns 4, separate connecting
Das erste Verbindungselement 7 und das zweite Verbindungselement 8 sind aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff, insbesondere aus einem Metall oder einer metallischen Legierungen oder einem plattiertem Werkstoff aus rein mechanisch miteinander verbunden Metallen, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer, Nickel oder Legierungen aus oder mit diesen Metallen. Das erste Verbindungselement 7 und das zweite Verbindungselement 8 können einlagig oder als Laminat, beispielswiese mit Zwischenschichten oder elektrischen Isolatorschichten, ausgebildet sein. Der elektrische leitfähige Teil des ersten Verbindungselementes 7 und des zweiten Verbindungselementes 8 kann bzw. das erste und das zweite Verbindungselement 7, 8 können eine Schichtdicke zwischen 0,1 mm bis 0,5 mm aufweisen. Eine Erhöhung der Schichtdicke über 0,5 mm ist zwar möglich, jedoch kann damit die stoffschlüssige Anbindung an die Zellen u.U. verschlechtert werden.The first connecting
Das erste Verbindungselement 7 und/oder das zweite Verbindungselement 8 können aus einem Metallblech bzw. einer Metallplatine hergestellt sein, z.B. aus einem Blechstreifen. Die im Nachfolgenden noch näher beschriebene bevorzugte Form kann durch Umformung oder durch schneidende Verfahren, wie z.B. Stanzen, hergestellt sein. Es sind aber auch andere Ausbildungen und Herstellungsverfahren möglich.The first connecting
In der bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung werden an das erste Verbindungselement 7 und an das zweite Verbindungselement 8 jeweils alle Zellen 2 einer Spalte 4 angebunden, wie dies bereits voranstehend ausgeführt wurde. Das erste Verbindungselement 7 und/oder das zweite Verbindungselement 8 kann/können aber auch andere Abmessungen aufweisen, sodass mehr oder weniger Zellen 2 erfasst werden, wenngleich dies nicht bevorzugt ist.In the preferred embodiment of the invention, all
Das erste Verbindungselement 7 kann eine Abfolge an ersten Kontaktabschnitten10 und Zwischenabschnitte 11 aufweisen. In den Kontaktabschnitten 10 ist das erste Verbindungselement 7 mit den Zellen 2, d.h. den Pluspolen 5, elektrisch leitend verbunden, wie dies aus den
Die Kontaktabschnitte 10 sind vorzugsweise als Zylinder mit kreisförmigen Stirnflächen ausgebildet. Dabei können die Stirnflächen eine Größe aufweisen, die zwischen 50 % und 100 %, beispielsweise zwischen 80 % und 100 %, der an dem jeweiligen Kontaktabschnitt 10 anliegenden Fläche des zugehörigen Pluspols 5 beträgt.The
Die Zwischenabschnitte 11 verbinden die Kontaktabschnitte 10 miteinander. Die Zwischenabschnitte 11 können jeweils eine Ausnehmung 12 aufweisen, die insbesondere als Durchbrüche durch die Zwischenabschnitte 11 ausgebildet sind. Es ist kann damit ein Toleranzausgleich beim Umformen zur Verfügung gestellt werden, da sich diese Ausnehmungen 12 während dem Umformen aufweiten können. Hierdurch bleibt das Halbzeug formstabil und ist somit ohne teure komplexe Umformwerkzeuge, wie z.B. mit vorgespannten Federkissen, etc., herstellbar. Diese können an einer Stirnseite der Zwischenabschnitte 11 beginnen, sodass diese Ausnehmungen 12 offen sind, also nicht vollumfänglich geschlossen. Weiter können die Ausnehmungen 12 einen sich erweiternden Querschnitt aufweisen, wobei der in den Fig. dargestellte omegaförmige Querschnitt der Ausnehmungen 12 nur beispielhaft zu verstehen ist.The
Die Zwischenabschnitte 11 können in einer Ebene mit den Kontaktabschnitte 12 angeordnet sein, sodass die Zwischenabschnitte 11 unmittelbar, d.h. direkt, an die Kontaktabschnitte anschließen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der ersten Verbindungselemente 7 kann aber vorgesehen sein, dass die Zwischenabschnitte 11 in einer anderen Ebene angeordnet sind als die Kontaktabschnitte 10, insbesondere in einer in Bezug auf die Pluspole 5 weiter entfernt angeordneten Ebene, wie dies z.B. aus
Vorzugsweise sind sämtliche Kontaktabschnitte 10 eines ersten Verbindungselementes 7 bzw. eines Zellenmoduls 1 in einer ersten gemeinsamen Ebene und sämtliche Zwischenabschnitte 11 eines ersten Verbindungselementes 7 bzw. eines Zellenmoduls 1 in einer zweiten gemeinsamen Ebene angeordnet.Preferably, all
Um diese Anordnung in verschiedenen Ebenen zu erreichen, sind zwischen den Kontaktabschnitten 10 und den Zwischenabschnitten 11 Verbindungsabschnitte 13 angeordnet bzw. ausgebildet. die Verbindungsabschnitte 13 sind in einem Winkel zu den Kontaktabschnitten 10 und den Zwischenabschnitten 11 angeordnet, der ungleich 0° und vorzugsweise größer oder gleich 90° ist. Vorzugsweise verlaufen die Verbindungsabschnitte 13 schräg nach oben (von der Ebene der Kontaktabschnitte 10 aus betrachtet).In order to achieve this arrangement in different planes, connecting
Es ist weiter bevorzugt, wenn zwischen einem Kontaktabschnitt 10 und einen daran anschließenden Zwischenabschnitt 11 jeweils nur ein Verbindungsabschnitt 13 ausgebildet ist, sodass also die Kontaktabschnitte 10 (gegebenenfalls mit Ausnahme der beiden in
Durch die Anordnung der Verbindungsabschnitte 13 weist das erste Verbindungselement 7 einen Berg-Tal-Verlauf auf.Due to the arrangement of the connecting
Es ist weiter bevorzugt, wenn die Kontaktabschnitte 10 derart angeordnet sind, dass die Verbindungsabschnitte nicht auf einer Linie liegen, sondern ein ZickZack-Muster ausgebildet ist (in Draufsicht auf das erste Verbindungselement 7 betrachtet). Längsmittelachsen 14 durch die Verbindungsabschnitt 13 verlaufen somit bevorzugt in einem Winkel zueinander, der ungleich 180° ist. Zur Einzelzellabsicherung kann auch ein Steg zum Pluspol 5 auf eine Breite zwischen 0,8 mm und 1,5 mm, beispielsweise auf 1 mm, reduziert werden.It is further preferred if the
Das zweite Verbindungselement 8 weist ebenfalls Kontaktabschnitte 15 und Zwischenabschnitte 16 auf. In den Kontaktabschnitte 15 ist das zweite Verbindungselement 8 mit den Minuspolen 6 der Zellen 2 verbunden, insbesondere stoffschlüssig, vorzugsweise durch Laserschweißen. Die Zwischenabschnitte 16 dienen unter anderem der Verbindung der Kontaktabschnitte 15 miteinander zum zweiten Verbindungselement 8.The second connecting
In Draufsicht betrachtet kann das zweite Verbindungselement 8 zumindest annähernd eine schlangenlinienförmigen Verlauf aufweisen. Wie insbesondere aus
Aufgrund der Anordnung der Zellen 2 im Zellenmodul 1 können die Kontaktabschnitte 10 und die Kontaktabschnitte 15 zweier unmittelbar nebeneinander angeordneten ersten und zweiten Verbindungselementen 7, 8 einander gegenüberliegend angeordnet sein. Sofern das erste und das zweite Verbindungselement 7, 8 einstückig miteinander zu dem voranstehend genannten Verbindungsstrukturelement ausgebildet sind, liegen im Verbindungsstrukturelement die Kontaktabschnitte 10 des ersten Verbindungselements 7 den Zwischenabschnitten 16 des zweiten Verbindungselements 8 gegenüber und die die Kontaktabschnitte 15 des zweiten Verbindungselements 8 den Zwischenabschnitten 11 des ersten Verbindungselements 7. Die Verbindung des ersten Verbindungselement 7 mit dem zweiten Verbindungselement 8 zum Verbindungsstrukturelement ist bevorzugt zwischen den Kontaktabschnitten 15 des zweiten Verbindungselements 8 und den Zwischenabschnitten 11 des ersten Verbindungselements 7 ausgebildet, wie dies beispielsweise aus
Das zweite Verbindungselement 8 kann ebenflächig ausgebildet sein oder auch in einem Berg-Tal-Verlauf wie dies voranstehend zum ersten Verbindungselement 7 ausgeführt wurde. Somit können die Kontaktabschnitte 15 und die Zwischenabschnitte 16 in einer Ebene oder in verschiedenen Ebenen angeordnet sein. Es sei auch dazu auf die entsprechenden Ausführungen zu den Ebenen des ersten Verbindungselements 7 verwiesen.The second connecting
Wie aus
Gemäß einer Ausführungsvariante des Zellenmoduls 1 kann vorgesehen sein, dass die Pluspole 5 der Zellen 2 in einer ersten Ebene elektrisch leitend mit dem ersten Verbindungselement 7 und die Minuspole 6 in einer dazu verschiedenen zweiten Ebene elektrisch leitend mit den zweiten Verbindungselement 8 verbunden sind. Diese Ausführungsvariante ist ebenfalls aus
Für die Herstellung des Zellenmoduls 1 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die ersten und zweiten Verbindungselemente 7, 8 auf ein Rahmenelement 19 aufgelegt werden, sodass sie im Zellenmodul 1 auf dem Rahmenelement 19 angeordnet sind. Das Rahmenelement 19 kann als einfacher Rahmen ausgeführt sein. In der bevorzugten und in den
Vorzugsweise sind das Rahmenelement 19 und das Zellenaufnahmeelement 21 als einstückiger Zellenhalter 20 ausgebildet. Beispielsweise kann der Zellenhalter 20 als Spritzgussteil aus einem Kunststoff gebildet sein.Preferably, the
Das Rahmenelement 19 kann durch einen einfachen, umfänglich geschlossenen Rahmen gebildet sein, auf dem sich die ersten und zweiten Verbindungselemente 7, 8 nur in den Endbereichen abstützen. In der bevorzugten Ausführungsvariante weist das Rahmenelement 19 (als Teil des Zellenhalters 20) aber zusätzlich Stützflächen 23 auf, auf denen sich die ersten und zweiten Verbindungselemente 7, 8 auch im Bereich der Zellen 2 abstützen können. Diese Stützflächen 23 können beispielsweise von Formelementen des Rahmenelementes 19 gebildet werden, die in Verlängerung von die Ausnehmungen 22 im Zellenaufnahmeelement 21 (unmittelbar) begrenzenden Seitenwänden 24 im Rahmenelement 19 angeordnet bzw. ausgebildet sind. Nachdem bevorzugt für jede Zellen 2 eine eigene Ausnehmung 22 im Zellenhalter 20 vorgesehen ist, sind dementsprechend Stützflächen 23 für die ersten und zweiten Verbindungselemente 7, 8 bevorzugt zwischen jeder Zelle 2 ausgebildet.The
Nach einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass das Rahmenelement 19 die Stützflächen 23 überragenden Vorsprünge 24 aufweist. Es sei dazu auch auf
Wie insbesondere aus
Wie weiter aus
Mit diesen Ausführungsvarianten kann eine weitere Verbesserung der Lagepositionierung bzw. gegebenenfalls eine Lagefixierung der ersten und zweiten Verbindungselementen 7, 8 auf dem Rahmenelement 19 erreicht werden.With these design variants, a further improvement in the positioning or, if necessary, a positional fixation of the first and second connecting
Zur besseren Halterung bzw. Fixierung der Zellen 2 können im Zellenhalter 20 in Richtung auf die Zellen 2 vorragende Vorsprünge 26 vorgesehen sein, die in Ausnehmungen 27 in den Zellen 2, beispielswiese Ringnuten im Zellenmantel, eingreifen bzw. einschnappen können, wie dies in
Die
In
Das Zellenpack 28 umfasst bzw. besteht aus zwei Zellenmodulen 1 entsprechend der Erfindung. In der dargestellten Ausführungsvariante des Zellenpacks 28 sind die beiden Zellenmodule 1 derart angeordnet, dass die ersten und zweiten Verbindungselemente 7, 8 des ersten Zellenmoduls 1 und die ersten und zweiten Verbindungselemente 7, 8 des zweiten Zellenmodus 1 zwischen den Zellen 2 des ersten und des zweiten Zellenmoduls 1 angeordnet sind. Mit anderen Worten sind also die Pole der Zellen 2 des ersten Zellenmoduls 1 den Polen der Zellen 2 der zweiten Zellenmoduls 1 zugewandt.The
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass das Zellenpack 28 je nach Einsatzgebiet auch mehr als zwei Zellenmodule 1 aufweisen kann. Weiter können die Zellenmodule auch alle in einer Ebene oder in mehr als zwei Ebenen angeordnet sein.However, it should be noted that the
In
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des Zellenhalters 1 kann vorgesehen sein, dass für die Zellen 2 eine Einzelzellabsicherung in Form eines Überlastschutzes vorgesehen ist. Dies kann erreicht werden, indem die Dicke der ersten und/oder zweiten Verbindungselemente 7, 8 zumindest im Bereich der Anbindung an die Pluspole 5 bzw. Minuspole 6 reduziert wird. In diesem Fall kann die Dicke in diesen reduzierten Bereichen zwischen 0,5 mm und 2 mm betragen.According to a further embodiment of the
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Zellenmoduls 1 bzw. des Zellenpacks 28, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.The embodiments show possible design variants of the
Weiter kann eine Stromschiene in Form einer der voranstehend beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Ausführungsvariante des ersten und/oder zweiten Verbindungselementes oder des Verbindungsstrukturelements für sich eine eigenständige Erfindung darstellen. Eine derartige Stromschiene weist zumindest auf:
- -
Für die Pluspole 5 eineAbfolge von Kontaktabschnitten 10 und Zwischenabschnitten 11 und/oder - -
Für die Minuspole 6 eineAbfolge von Kontaktabschnitten 15 undZwischenabschnitten 16.
- - For the
positive poles 5, a sequence ofcontact sections 10 andintermediate sections 11 and/or - - For the
negative poles 6, a sequence ofcontact sections 15 andintermediate sections 16.
Bevorzugt sind dabei die Kontaktabschnitten 10 in einer zu einer Ebene der Zwischenabschnitten 11 unterschiedlichen Ebene angeordnet (Berg-Tal-Anordnung). Es kann gegebenenfalls sein, dass die Kontaktabschnitten 15 in einer zu einer Ebene der Zwischenabschnitten 16 unterschiedlichen Ebene angeordnet sind (Berg-Tal-Anordnung). Weiter kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass die Kontaktabschnitte 10 in einer zu einer Ebene der Kontaktabschnitte 15 unterschiedlichen Ebene angeordnet sind (Berg-Tal-Anordnung).Preferably, the
Das Rahmenelement 19 bzw. der Zellenhalter 20 kann ebenfalls eine eigenständige Erfindung darstellen. Zumindest weist das Rahmenelement 19 bzw. der Zellenhalter 20 die beschriebenen Stützflächen 23 für die ersten und zweiten Verbindungselemente 7, 8 und vorzugsweise auch die beschriebenen Vorsprünge 24 auf.The
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus das Zellenmodul 1 bzw. das Zellenpack 28 bzw. Elemente davon nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind.Finally, for the sake of clarity, it should be noted that for a better understanding of the structure, the
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- ZellenmodulCell module
- 22
- Zellecell
- 33
- ReiheRow
- 44
- SpalteSplit
- 55
- PluspolPositive pole
- 66
- MinuspolNegative pole
- 77
- VerbindungselementConnecting element
- 88th
- VerbindungselementConnecting element
- 99
- AnbindungsabschnittConnection section
- 1010
- KontaktabschnittContact section
- 1111
- ZwischenabschnittIntermediate section
- 1212
- AusnehmungRecess
- 1313
- VerbindungsabschnittConnecting section
- 1414
- LängsmittelachseLongitudinal center axis
- 1515
- KontaktabschnittContact section
- 1616
- ZwischenabschnittIntermediate section
- 1717
- VerbindungsabschnittConnecting section
- 1818
- Fahnebanner
- 1919
- RahmenelementFrame element
- 2020
- ZellenhalterCell holder
- 2121
- ZellenaufnahmeelementCell receiving element
- 2222
- AusnehmungRecess
- 2323
- StützflächeSupport surface
- 2424
- Vorsprunghead Start
- 2525
- Durchbruchbreakthrough
- 2626
- Vorsprunghead Start
- 2727
- AusnehmungRecess
- 2828
- ZellenpackCell pack
- 2929
- TemperierelementTempering element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- AT 512756 A1 [0004]AT 512756 A1 [0004]
- AT 521526 A1 [0005]AT 521526 A1 [0005]
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ATA50822/2022 | 2022-10-25 | ||
AT508222022 | 2022-10-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102023127802A1 true DE102023127802A1 (en) | 2024-04-25 |
Family
ID=90572763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102023127802.9A Pending DE102023127802A1 (en) | 2022-10-25 | 2023-10-11 | Cell module with rechargeable cells |
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Country | Link |
---|---|
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT512756A1 (en) | 2012-03-16 | 2013-10-15 | Hammerschmid Maschb Gmbh | Battery pack for electrical power supply with several round cells |
AT521526A1 (en) | 2018-08-07 | 2020-02-15 | Voltlabor Gmbh | battery |
-
2023
- 2023-10-11 DE DE102023127802.9A patent/DE102023127802A1/en active Pending
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AT521526A1 (en) | 2018-08-07 | 2020-02-15 | Voltlabor Gmbh | battery |
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